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L'armée finance des interfaces cerveau-ordinateur pour contrôler les sentiments
Le chercheur Jose Carmena a travaillé pendant des années à entraîner des singes macaques à déplacer des curseurs d'ordinateur et des membres robotiques avec leur esprit. Il le fait en implantant des électrodes dans leur cerveau pour surveiller l'activité neuronale. Désormais, dans le cadre d'un vaste programme de 70 millions de dollars financé par l'armée américaine, Carmena a un nouvel objectif : utiliser des implants cérébraux pour lire, puis contrôler, les émotions des personnes atteintes de maladie mentale.
Lecteur de cerveau : Un réseau de micro-électrodes imprimées sur du plastique peut enregistrer à partir de la surface du cerveau. Il mesure 6,5 millimètres de côté.
Cette semaine, la Defense Advanced Research Projects Agency, ou DARPA, a remporté deux gros contrats au Massachusetts General Hospital et à l'Université de Californie à San Francisco, pour créer des implants cérébraux électriques capables de traiter sept troubles psychiatriques, notamment la toxicomanie, la dépression et le trouble de la personnalité limite.
Le projet s'appuie sur l'élargissement des connaissances sur le fonctionnement du cerveau ; le développement de systèmes microélectroniques pouvant s'intégrer dans le corps ; et des preuves substantielles que les pensées et les actions peuvent être modifiées avec des impulsions électriques bien placées vers le cerveau.
Imaginez si j'ai une dépendance à l'alcool et que j'ai une envie irrépressible, dit Carmena, professeure à l'Université de Californie à Berkeley et impliquée dans le projet dirigé par l'UCSF. Nous pourrions détecter ce sentiment, puis stimuler l'intérieur du cerveau pour l'empêcher de se produire.
Les États-Unis sont confrontés à une épidémie de maladie mentale chez les anciens combattants, dont des taux de suicide trois ou quatre fois supérieurs à ceux du grand public. Mais les médicaments et la thérapie par la parole sont d'une utilité limitée, c'est pourquoi l'armée se tourne vers les appareils neurologiques, explique Justin Sanchez, directeur du programme DARPA, connu sous le nom de Subnets, pour la neurotechnologie basée sur les systèmes pour les thérapies émergentes.
Nous voulons comprendre les réseaux cérébraux [dans] les maladies neuropsychiatriques, développer une technologie pour les mesurer, puis envoyer des signaux de précision au cerveau, explique Sanchez. C'est quelque chose de complètement différent et nouveau. Ces appareils n'existent pas encore.
Dans le cadre des contrats, qui sont les plus grandes récompenses à ce jour soutenant l'initiative BRAIN du président Obama, le programme de cartographie du cerveau lancé par la Maison Blanche l'année dernière, l'UCSF recevra jusqu'à 26 millions de dollars et Mass General jusqu'à 30 millions de dollars. Des entreprises dont le géant des dispositifs médicaux Medtronic et une startup Cortera Neurotechnologies , une spin-out du laboratoire sans fil de l'UC Berkeley, fournira la technologie pour l'effort. Les premières recherches se feront sur des animaux, mais la DARPA espère atteindre les tests sur l'homme d'ici deux ou trois ans.
La recherche s'appuie sur un marché restreint mais en croissance rapide pour les appareils qui fonctionnent en stimulant les nerfs, à la fois à l'intérieur et à l'extérieur du cerveau. Plus de 110 000 patients atteints de la maladie de Parkinson ont reçu des stimulateurs cérébraux profonds construits par Medtronic qui contrôlent les tremblements du corps en envoyant des impulsions électriques dans le cerveau. Plus récemment, les médecins ont utilisé de tels stimulateurs pour traiter les cas graves de trouble obsessionnel-compulsif (voir Les implants cérébraux peuvent réinitialiser les circuits ratés). En novembre dernier, la Food & Drug Administration des États-Unis a approuvé NeuroPace, le premier implant qui enregistre à la fois le cerveau et le stimule (voir Zapping Seizures Away). Il est utilisé pour surveiller les crises d'épilepsie puis les arrêter avec des impulsions électriques. Au total, les médecins américains facturent environ 2,6 milliards de dollars d'appareils de stimulation neurale par an, selon les estimations de l'industrie.
Les chercheurs disent qu'ils améliorent rapidement l'électronique, y compris les petits ordinateurs implantables. Dans le cadre de son programme, Mass General travaillera avec Draper Laboratories à Cambridge, Massachusetts, pour développer de nouveaux types de stimulateurs. L'équipe de l'UCSF est soutenue par des chercheurs en microélectronique et sans fil de l'UC Berkeley, qui ont créé plusieurs prototypes d'implants cérébraux miniaturisés. Michel Maharbiz, professeur au département de génie électrique de Berkeley, dit que l'initiative du cerveau d'Obama, et maintenant l'argent de la DARPA, a créé une frénésie alimentaire autour des nouvelles technologies. C'est le moment idéal pour faire de la technologie pour le cerveau, dit-il.
La nouvelle ligne de recherche a été surnommée interfaces cerveau-ordinateur affectives par certains, ce qui signifie des dispositifs électroniques qui modifient les sentiments, peut-être sous le contrôle direct des pensées et des souhaits d'un patient. Fondamentalement, nous essayons de construire la prochaine génération de stimulateurs cérébraux psychiatriques, explique Alik Widge, chercheur de l'équipe Mass General.
Darin Dougherty, un psychiatre qui dirige la division de neurothérapie de Mass General, dit que l'un des objectifs pourrait être d'éteindre la peur chez les vétérans souffrant d'un trouble de stress post-traumatique, ou TSPT. La peur est générée dans l'amygdale, une partie du cerveau impliquée dans les souvenirs émotionnels. Mais il peut être réprimé par des signaux dans une autre région, le cortex préfrontal ventromédian. L'idée serait de décoder un signal dans l'amygdale montrant une hyperactivité, puis de stimuler ailleurs pour [supprimer] cette peur, explique Dougherty.
Une telle recherche n'est pas sans connotations inquiétantes. Dans les années 1970, le neuroscientifique de l'Université de Yale, Jose Delgado, a montré qu'il pouvait amener les gens à ressentir des émotions, comme la relaxation ou l'anxiété, en utilisant des implants qu'il a appelés stimoceivers. Mais Delgado, également financé par l'armée, a quitté les États-Unis après les audiences du Congrès dans lequel il a été accusé d'avoir développé des dispositifs totalitaires de contrôle mental . Selon des scientifiques financés par la DARPA, l'agence s'est inquiétée de la façon dont le programme Subnets pourrait être perçu et a nommé un comité d'éthique pour superviser la recherche.
Les implants psychiatriques contrôleraient en fait la façon dont les personnes atteintes de maladie mentale agissent, bien que dans de nombreux cas indirectement, en changeant ce qu'elles ressentent. Par exemple, un stimulateur qui arrête une envie de cocaïne modifierait le comportement d'un toxicomane. C'est changer ce que les gens ressentent et changer ce qu'ils font. Ceux-ci sont intimement liés, dit Dougherty.
Dougherty dit qu'un implant cérébral ne serait envisagé que pour les patients vraiment affaiblis par une maladie mentale et qui ne peuvent être aidés par des médicaments et une psychothérapie. Ce ne sera jamais une option de première intention : « Oh, vous souffrez du SSPT, faisons une intervention chirurgicale », dit Dougherty. Ce sera pour les personnes qui ne répondent pas aux autres traitements.